Гомогенизирующая головка

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения устойчивых мелкодисперсных эмульсий. Цель изобретения - повышение качества продукта за счет стабилизации давления гомогенизации, автоматизация процесса гомогенизации и улучшение условий эксплуатации. Гомогенизирующая грловка содержит корпус 1, в котором установлены седло 3, клапан 2, шток 4 и управляющий элемент 6, выполненный в виде возвратной пружины 22. В корпусе 1 размещена камера 7 противодавления с поршнем . Клапан, шток и поршень выполнены в виде единого цилиндрического элемен- 1 Td 9 с осевым отверстием 10, сообщенным с камерой 7 противодавления посредством радиальных отверстий 13. Пружина 22 может быть размещена в стакане 23, установленном на корпусе 1 посредством внутреннего резьбового соединения 26. Стакан 23 стопорится гайкой 27 с внутренней конической поверхностью 28, взаимодействующей с наружной конической поверхностью стакана 23. На хвостовой части цилиндрического элемента 9 может быть закреплен сердечник, взаимодействующий с электромагнитной катушкой. В осевом отверстии 10 цилиндрического элемента 9 может быть установлен плунжер, взаимодействующий с обрабатываемой жидкостью к1 рабочим агентом, заполняющим камеру противодавления. 3 з.п.ф-лы, Зил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (k9) (1(у (si)s А 01 J 11/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4758111/13; 4758112/13; 4758113/13 (22) 09.11.89 (46) 30.11.91. Бюл. 3Ф 44 (72) В.А.Громовицкий и E.В,Тамберг., (53) 637.134 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 5544846, кл. А 01 J 11/.1 6, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 442814, кл. А 01 3 11/16, 1975. (54) ГОМОГЕНИЗИРУЮЩАЯ ГОЛОВКА (57) Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения устойчивых мелкодисперс. ных эмульсий. Цель изобретения — повыше ние качества продукта за счет стабилизации давления гомагенизации, автоматизация процесса гомогенизации и улучшение условий эксплуатации. Гомогенизирующая головка содержит корпус 1, в котором установлены седло 3, клапан 2,.шток 4 и управляющий элемент 6, выполненный в виде возвратной пружины 22. В корпусе 1 размещена камера 7 противодавления с поршнем. Клапан, шток и поршень выполнены в виде единого цилиндрического элемен та 9 c,ocåâûì отверстием 10, сообщенным с камерой 7 противодавления посредством радиальных отверстий 13. Пружина 22 может быть размещена в стакане 23, установленном на корпусе 1 посредством внутреннего резьбового соединения 26.

Стакан 23 стопорится гайкой 27 с внутренней конической поверхностью 28, взаимодействующей с наружной конической поверхностью стакана 23. На хвостовой части цилиндрического элемента 9 можетбыть закреплен сердечник, взаимодействующий с электромагнитной катушкой. В осевом отверстии 10 цилиндрического элемента 9 может быть установлен плунжер, взаимодействующий с обрабатываемой жидкостью к рабочим агентом, заполняющим камеру противодавления. 3 з.п.ф-лы, 8 ил, 1694085

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения устойчивых мелкодисперсных эмульсий.

Известна многоступенчатая гомогени- 5 зирующая головка для гомогенизации молока, состоящая из корпуса, установленных внутри него гомогенизирующих клапанов и седел, в которой седло каждой последующей ступени и клапан предыдущей располо- 10 жены с образованием камеры, служащей

, одновременно камерой нагнетания после дующей ступени и камерой противодавления предыдущей ступени, при этом головка снабжена перегородками с отверстиями, ус- 15 тановленными в корпусе, каждая из которых образует с седлом каждой предыдущей ступени камеру для выхода продукта. При ,,этом каждый гомогенизирующий клапан выполнен в виде гидравлического поршня с 20 различными диаметрами конечных участков и снабжен уплотнением, кроме того, головка снабжена пневмосистемой для передачи давления на планки последней ступени.

Недостатками аналога являются 25 сложность конструкции (использование в головке трех ступеней), высокая металло емкость, испбльзование пневмосистемы с ручным приводом, сложность схемы стаби лизации пульсаций давления рабочего про- 30 дукта.

За прототип выбрано устройство для го. могенизации жидкости, содержащее кор пус, установленные внутри него клапан с седлом, нажимной шток, камеру противо- 35 давления,. при этом устройства снабжено пружиной, установленной на штоке и пред.,,назначенной для предварительного поджа тия клапана к седлу, и дросселирующим устройством с подпружиненным клапаном, 40, связанным с камерой противодавления, при этом нажимной шток выполнен со сквозны(, ми дросселируюшими отверстиями, соединяющими нагнетательный коллектор гомогенизатора с камерой противодавле- 45 ния для выдавливания гомогенизируемой жидкости.

Прототип обладает следующими недостатками: возможен лишь ручной пуск гомогенизатора; необходима перенакладка i 50 гомогенизатора при переходе с одного продукта на другой, так как пружина штока (внутри корпуса головки) не регулируется извне и имеет постоянное значение предварительного поджатия; не предусмотрено 55

1 непосредственное управление нажимными, штоком и клапаном, сливным автоматическим приводом; не предусмотрен автоматический сброс газовых включений из камеры противодавления; дросселирующее устройство сложно по конструкции и металлоемко; необходима промывка узлов гомогенизирующей головки, в частности камеры противодавления, из-за использования большого количества сборных соединений; недостаточна с абилизация давления гомогенизации, Целью изобретения является повышение качества готового продукта за счет стабилизации давления гомогенизации, автоматизация процесса и улучшение условий эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что клапан, шток и поршень гомогенизирующей головки выполнены в виде единого цилиндрического элемента с осевым отверстием, причем рабочая поверхность поршня представляет собой кольцевой выступ, образованный за счет выполнения хвостовой части цилиндрического элемента меньшего диаметра. Хвостовая часть установлена с возможностью взаимодействия с управляющим элементом. размещенным вне корпуса гомогенизирующей головки, а осевое отверстие сообщено с камерой противодавления посредством радиальных отверстий, выполненных в хвостовой части цилиндрического элемента.

На фиг.1 изображена гомогенизирующая головка с управляющим элементом, выполненным в виде пружины, размещенной в стакане; на фиг.2 — стакан, вид сбоку в сечении; на фиг,3-тоже, видснизу; на фиг.4 — гомогенизирующая головка с сердечником, установленным с возможностью взаимодействия с электромагнитной катушкой; на фиг,5 — то же, с плунжером, установленным в осевом отверстии цилиндрического элемента; на фиг.6 — цилиндрический элемент по фиг,5, вид сбоку в сечении; на фиг.7 — то же, что и на фиг.5, вид сверху; на фиг.8 — то же, что и на фиг.5, вид снизу.

Гомогенизирующая головка содержит корпус 1 с установленными в нем клапаном

2, седлом 3, штоком 4 с осевым отверстием

5 и управляющим элементом 6, В корпусе 1 выполнена камера 7 противодавления с поршнем 8. Клапан 2, шток 4 и поршень 8. выполнены в виде единого цилиндрического элемента 9 с осевым отверстием 10, Рабочая поверхность 11 noðâíÿ 8 представляет собой кольцевой выступ, образованный за счет выполнения хвостовой части 12 цилиндрического элемента 9 меньшего диаметра, Хвостовая часть 12 установлена с возможностью взаимодействия с управляющим элементом 6, размещенным вне корпуса 1. Осевое отверстие 10 сообщено с камерой противодавления посредством радиальных отверстий 13„выполненных в хвостовой части 12 цилиндрического эле1694085 мента 9. Корпус 1 установлен на нагнетательном коллекторе 14, из которого продукт . поступает в гомогенизирующую головку через вход 15. Камера 7 противодавления выполнена со сливным каналом 16, игольчатым дросселем 17 и пробкой 18, В корпусе 1 выполнен выход 19 для гомогенизированного продукта. Седло 3 выполнено с кольцевыми проточками 20, Гомогенизируюгцая головка имеет уплотнение 21., Управляющийй элемент 6 может быть выполнен в виде возвратной пружины 22 (фиг.1), выполняемой с большим ходом и усилием сжатия, незначительно превышающим усилие на перемещение клапана.

Пружина 22 размещена в стакане 23 с наружной ко -ической поверхностью 24 и радиальными пропилками 25. Стакан 23 установлен на корпусе 1 посредством внутреннего резьбового соединения 26 с возможностью взаимодействия со стопорной гайкой 27 с внутренней конической поверхностью 28.

С целью автоматизации процесса гомогенизации на хвостовой части 12 цилиндрического элемента 9 может быть закреплен ферромагнитный сердечник 29, установленный с возможностью взаимодействия с электромагнитной катушкой 30 (фиг,4).

С целью автоматизации процесса гомогенизации и улучшения условий эксплуатации в осевом отверстии 10 может быть установлен плун>кер 31 для взаимодействия с обрабатываемой жидкостью и рабочим агентом, заполняющим камеру 7 противодавления (фиг.5), Плунжер 31. выполнен с хвостовиком 32 с резьбовым фланцем 33, при этом в осевом отверстии 10 выполнен внутренний резьбовой фланец 34, а на хвостовой части цилиндрического элемента 6 установлен упор 35, Между хвостовой частью цилиндрического элемента 6 и пружиной 22 установлен стопор 36.

Гомогенизирующая головка, изображенная на фиг.1, 4, 5, работает следующим образом.

Из нагнетательного коллектора 14 продукт, например молоко, поступает на вход

15 головки и проходит в щель между седлом и клапаном, где гомогенизируется за счет падения давления и увеличениия скорости истечения, затем гомогенизируемый продукт выходит из головки через выход 19, при этом часть продукта по отверстиям 10 и 13 поступает в камеру 7 противодавления, посредством которой создается гидравлическое усилие, уравновешивающее силу, открывающую клапан 2 от седла 3, при этом клапан находится во взвешенном ("плаваюРкам х S1+ Рпруж. = Рщели х S2, (1) где Рксм — давление в камере противодавления, Н/см;

Рщ, и — давление, действующее на кла30 пан в щели, Н/см;

S1 — площадь торца тарелки клапана или основание камеры противодавления, см;

S2 площадь седла клапана, см

2, Рпру к — сила действия силовой пружины

35 на клапан, Н; при этом должны выполняться неравенства:

Ркам ) Рщели: (2)

S2 ) S1 (3} т.е. клапан уравновешивается в процессе

40 эксплуатации головки путем применения камеры противодавления и ее геометрических параметров.

Выполнение равенства в основном обеспечивается регулированием усилия

45 сжатия пружины 22 посредством наворачивания стакана 23 на корпус 1, при этом стопорение стакана в заданном положении осуществляется за счет сжатия конической поверхности 24, снабженной радиальными

50 пропилами 25, внутренней конической поверхностью 28 гайки 27 (фиг,1).

Конструкция с возвратной пружиной, установленной в стакане на корпусе 1, позволяет исключить дополнительную гидро55 систему для обеспечения давления гомогенизации на гомогенизаторах большой производительности, а также увеличить эксплуатационный ресурс пружины. В конструкции. изображенной на фиг.4, электромагнитная катушка 30 посредством

25 щем" или равновесном} состоянии. Для автоматического удаления из камеры противодавления газовых включений в рабочем продукте и его постоянного обновления в процессе эксплуатации головки служит сливной канал 16 с игольчатым дросселем

17. Пружина 22 воздействует на хвостовую часть 12 цилиндрического элемента 9, выведенного из камеры противодавления наружу, обеспечивая требуемый рабочий зазор (50-500 микрон) в щели головки, при этом пружина обеспечивает обратный ход клапана или нижний предел указанного диапазона, а верхний предел обеспечивается стаканом

23 с гайкой 27, его установкой в головке перед началом работы (фиг.1). В щели между седлом и клапаном среднее давление продукта существенно меньше давление в камере противодавления, которое в камере. примерно равно давлению (заданному) на выходе коллектора, что позволяет за счет разности площади рабочей поверхности 11 роршня 8, площади седла и усилия пружины обеспечить расчетное уравновешивание клапана

1694085 сердечника 29 воздействует на хвостовую часть 12 цилиндрического элемента 9, выведенного из камеры противодавления наружу, обеспечивая требуемый рабочий зазор (50-500 микрон) в щели головки. При этом 5 пружина 22 обеспечивает обратный ход клапана или нижний предел указанного диапазона, а собственно электропривод— преимущественно прямой ход клапана (при применении линейно управляемого элект- 10 родвигателя вместо соленоида пружина.не требуется) или верхний предел зазора в щели головки.

В конструкции, изображенной на фиг.5, камера противодавления создает гидравли- 15 ческое усилие, уравновешивающее силу, отрывающую клапан от седла, при этом клапан находится во ".взвешенном" состоянии, продукт действует на плунжер 31, который передает давление на рабочее тело, 20

° размещенное в камере противодавления (ее описание см. выше), при этом клапан приходит в "плавающее" или равновесное состояние. Данная конструкция цилиндрического элемента 9 облегчает сборку.и разборку ro- 25 ловки и ее промывку благодаря использованию уплотнения 21, стопора 35, фланцев 33 и 34, при этом стопор обеспечивает надежную фиксацию плунжера 31 в сборе при разборке и сборке головки с их последую- 30 щей промывкой, а рабочее тело исключает газовые включения в камере противодавления.без его замены на протяжении длительного времени и повышает производительность головки, так как нет 35 расхода продукта по дросселирующему каналу.

Данная конструкция позволяет автоматизировать процесс гомогенизации за счетконструктивной связи штока, выведенного 40 за корпус головки, с электроприводом, управляемым преобразователем давления; повысить качество продукта гомогенизации за счет повышения стабилизации процесса гомогенизации путем применения конст- 45 руктивного узла шток-электропривод-преобразователь давления.

Формула изобретения

1. Гомогенизирующая головка, содержащая корпус с установленными в ней седлом, клапаном, штоком с осевым отверстием и управляющим элементом, а также камеру противодавления с поршнем, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества готового продукта за счет стабилизации давления гомогенизации, клапан, шток и поршень выполнены в виде единого цилиндрического элемента с осевым отверстием, в котором рабочая по--.. верхность поршня представляет собой кольцевой выступ, образованный за счет выполнения его хвостовой части меньшего диаметра, и ри этом хвостовая часть установлена с возможностью взаимодействия с управляющим элементом, размещенным вне корпуса,.а осевое отверстие сообщено с камерой противодавления посредством радиальных отверстий, выполненных в хвостовой части цилиндрического элемента.

2, Гомогенизирующая головка по п.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что управляющий элемент выполнен в виде пружины, размещенной в стакане с наружной конической поверхностью, установленном на корпусе посредством внутреннего резьбового соединения с возможностью взаимодействия со стопорной гайкой с внутренней кониче- . ской поверхностью.

3, Гомогенизирующая головка по п,1, отличающаяся тем, что, с целью автоматизации процесса гомогенизации, на хвостовой части цилиндрического элемента закреплен сердечник, установленный с возможностью взаимодействия с электромагнитной катушкой.

4. Гомогенизирующая головка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью автоматизации процесса гомогенизации и улучшения условий эксплуатации, в осевом отверстии установлен плунжер для взаимодействия с обрабатываемой жидкостью и рабочим агентом, заполняющим камеру противодавления.

1694085

Составитель А. Гнедовский

Редактор А. Маковская Техред М.Моргентал Корректор Л, Бескид

Заказ 4102 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101